Los inhibidores de c-Met son una clase de moléculas pequeñas que inhiben la actividad enzimática de la tirosina quinasa c-Met , el receptor del factor de crecimiento de hepatocitos/factor de dispersión (HGF/SF). Estos inhibidores pueden tener aplicación terapéutica en el tratamiento de varios tipos de cáncer. [1]
Actualmente, muchos inhibidores de c-Met se encuentran [ ¿cuándo? ] en ensayos clínicos . Crizotinib [2] y cabozantinib fueron los primeros en ser aprobados por la FDA de EE. UU . Crizotinib recibió aprobación acelerada en 2011 para el tratamiento de pacientes con cáncer de pulmón de células no pequeñas localmente avanzado o metastásico , mientras que cabozantinib fue aprobado en 2012 para el tratamiento del cáncer medular de tiroides [3] y también ha comenzado ensayos clínicos para el tratamiento de varios otros tipos de cáncer.
La c-Met estimula la dispersión celular, la invasión, la protección contra la apoptosis y la angiogénesis . [4] La c-Met es un receptor de tirosina quinasa , [5] que puede causar una amplia variedad de cánceres diferentes, como carcinomas renales , gástricos y de pulmón de células pequeñas , tumores del sistema nervioso central , así como varios sarcomas [6] cuando su actividad está desregulada. Dirigirse al sitio de unión de ATP de la c-Met mediante inhibidores de moléculas pequeñas es una estrategia para la inhibición de la tirosina quinasa. [7]
A principios de la década de 1980, se describió a MET como el producto proteico de un oncogén transformante . [9] [10]
Los intentos iniciales de identificar inhibidores de c-Met competitivos de ATP en 2002 condujeron al descubrimiento de K252a , un inhibidor similar a la estaurosporina que bloquea c-Met. [10] [11] K252a fue la primera estructura que se resolvió en complejo con el dominio de la quinasa MET no fosforilado. Forma dos enlaces de hidrógeno entre la bisagra y la subunidad de pirralocarbazol. [8]
Posteriormente, se diseñaron series de inhibidores de c-Met más selectivos, en los que un núcleo de indolin-2-ona (encerrado en un círculo en la figura 1) estaba presente en varios inhibidores de quinasas. SU-11274 se desarrolló por sustitución en la posición 5 de la indolinona [9] y al agregar un grupo 3,5-dimetilpirrol , se desarrolló PHA-665752 [11] , un inhibidor de segunda generación con mejor potencia y actividad. [10]
El interés en este campo ha aumentado rápidamente desde 2007 y a mediados de 2009 se habían publicado más de 70 solicitudes de patentes. [10]
Se han realizado intensos esfuerzos en la industria farmacéutica tras la aceptación de c-Met como un objetivo adecuado para la terapia contra el cáncer. Se han publicado 20 estructuras cristalinas con y sin ligandos y en 2010 se han probado clínicamente casi una docena de inhibidores de c-Met de moléculas pequeñas. [12]
Las tirosina quinasas receptoras (RTK) son un elemento vital en la regulación de muchas vías de transducción de señales intracelulares . [13] La tirosina quinasa Met es el receptor del factor de crecimiento de hepatocitos (HGF), también conocido como factor de dispersión (SF). El HGF se expresa principalmente en células epiteliales y células mesenquimales , por ejemplo, células musculares lisas y fibroblastos . [10] [11] El HGF normalmente está activo en la cicatrización de heridas, la regeneración hepática , el desarrollo embrionario y normal de los mamíferos , [10] la morfogénesis de órganos . [11]
La desregulación de c-Met puede deberse a una sobreexpresión, amplificación génica, mutación , un bucle autocrino o paracrino dependiente de ligando o una activación inoportuna de RTK. [10] [13] Todos estos factores afectan la supervivencia de las células, su proliferación y motilidad. También conducen a cánceres y resistencia a las terapias que tienen como objetivo tratarlos. [13] Los pacientes con actividad aberrante de c-Met suelen tener un mal pronóstico , enfermedad agresiva, aumento de la metástasis y una supervivencia acortada. [10] Es por ello que se ha descartado la orientación a la vía de señalización HGF/c-MET como tratamiento para el cáncer, [10] [13] y se están probando clínicamente varios enfoques terapéuticos diferentes. Se han utilizado diversos enfoques para dirigirse a c-Met, cada uno de los cuales se centra en uno de los pasos en serie que regulan la activación de c-Met por anticuerpos , agonistas peptídicos , [4] [10] receptores señuelo y otros inhibidores biológicos [14] o inhibidores de moléculas pequeñas. [10]
La subfamilia RTK c-Met tiene una estructura diferente a la de muchas otras familias RTK: la forma madura tiene una cadena α extracelular (50 kDa) y una cadena β transmembrana (140 kDa) que están unidas entre sí por un enlace disulfuro. La cadena beta contiene el dominio de tirosina quinasa intracelular y una cola en el extremo C que es vital para el acoplamiento de sustratos y la señalización descendente. [10] [17]
El HGF es el ligando natural de alta afinidad para Met. [10] [11] [17] Su región N-terminal se une a Met y la dimerización del receptor, así como la autofosforilación de dos tirosinas, ocurren en el bucle de activación (bucle A) en el dominio quinasa de Met. [10]
La fosforilación ocurre en las tirosinas cercanas al extremo C, lo que crea un sitio de acoplamiento multifuncional [10] [18] que recluta proteínas adaptadoras y conduce a la señalización descendente. La señalización está mediada por Ras/Mapk, PI3K/Akt, c-Src y STAT3/5 e incluye proliferación celular, reducción de la apoptosis, alteración de la función del citoesqueleto y más.
El dominio quinasa generalmente consiste en una estructura bilobulada, donde los lóbulos están conectados con una región de bisagra, adyacente al sitio de unión de ATP muy conservado. [10]
Utilizando información de la estructura cocristalina de PHA-66752 y c-Met, se diseñó el inhibidor selectivo PF-2341066. Estaba en ensayos clínicos de Fase I/II en 2010. El cambio de una serie de compuestos de 4-fenoxiquinolina con un grupo acil tiourea condujo a compuestos con actividad c-Met, por ejemplo, quinolina . [10] Este fue un paso clave en el progreso del desarrollo del inhibidor de c-Met en que la unión acilo da al grupo arilo terminal la capacidad de penetrar en un bolsillo hidrofóbico profundo y, por lo tanto, mejora la potencia de los compuestos. Se han encontrado alternativas al enlace acil tiourea, que tienen un grupo pirimidona , como en AM7. [19]
AM7 y SU11274 ofrecieron la primera prueba de que se podían identificar inhibidores de c-Met relativamente selectivos y que la inhibición conduce a un efecto antitumoral in vivo . Cuando se compararon las estructuras de cocristal de AM7 y SU11274 con c-Met, se encontró que eran diferentes: SU-11274 se une adyacente a la región de la bisagra con una conformación en forma de U; pero AM7 se une a c-Met en una conformación extendida que abarca el área desde la región de la bisagra hasta la hélice C. Luego se une en un bolsillo hidrofóbico. c-Met asume una conformación inactiva, no fosforilada con AM7, que puede unirse tanto a conformaciones fosforiladas como no fosforiladas de la quinasa. [20]
Debido a estos dos tipos diferentes de unión, los inhibidores de Met de moléculas pequeñas se han dividido en dos clases: clase I (similar a SU-11274) y clase II (similar a AM7). [20] Sin embargo, existe otro tipo de inhibidores de moléculas pequeñas que no encaja en ninguna de las dos clases: un inhibidor de ATP no competitivo que se une de una manera diferente a los otros dos. [21]
Los inhibidores de moléculas pequeñas varían en selectividad, son muy específicos o tienen una selectividad amplia. Son competitivos con ATP o no competitivos. [12]
Aunque las dos clases son estructuralmente diferentes, comparten algunas propiedades: ambas se unen a la región bisagra de la quinasa (aunque ocupan diferentes partes del sitio activo de c-Met [20] ) y todas tienen como objetivo imitar la purina del ATP. BMS-777607 y PF-02341066 tienen un grupo 2-amino-piridina, AMG-458 tiene un grupo quinolina y MK-2461 tiene un grupo aromático tricíclico. [22]
Los inhibidores de clase I tienen muchas estructuras diferentes, [12] son relativamente selectivos y tienen una conformación en forma de U [10] y se unen al bucle de activación de c-Met. [12]
Se descubrió una serie de triazolotriazinas que resultaron muy prometedoras como inhibidores de c-MET. La relación estructura-actividad (SAR) implica la necesidad de un grupo arilo unido al anillo de triazina y un aceptor de enlace de hidrógeno apropiado (por ejemplo, un grupo hidroxilo) unido al anillo bencílico colgante , pero parece que el fenol actúa como un aglutinante de bisagra (con Met1160) y que la triazina interactúa con Tyr1230. [12] Se encontraron y analizaron varios análogos similares. Serie estructuralmente similar de inhibidores de c-Met en los que un elemento de unión a bisagra fenólico estaba unido a una arilamino-triazolopiridazina o aril-triazolotiapiridazina. El enlazador de un átomo fue más eficiente que un enlazador de dos átomos y esa sustitución en la posición bencílica pareció ser tolerada. Se han descrito compuestos con elementos de unión de bisagra heterocíclicos (quinolina, piridina , azaindol) unidos a heteroaromáticos fusionados y densos en nitrógeno (triazolopiridazinas, triazolopirazinas y triazolotriazinas). [12] Véase la figura 4 para más detalles. [12]
El JNJ-38877605, que contiene un enlace de difluorometilo y un grupo quinolina biodisponible , se encontraba en ensayos clínicos de fase I para tumores sólidos avanzados y refractarios en 2010. [12] El ensayo se interrumpió antes de tiempo debido a la toxicidad renal causada por los metabolitos del agente. [23] [24]
El PF-04217903, un compuesto ATP-competitivo y excepcionalmente selectivo, tiene un grupo N-hidroxietilpirazol unido al C-7 de la triazolopirazina. En 2010 se estaba sometiendo a ensayos clínicos de fase I. [12] [ necesita actualización ]
Se ha estudiado la SAR del exclusivo andamiaje inhibidor de quinasas con potente actividad inhibidora de c-Met, MK-2461. [25] El nitrógeno de piridina es necesario para la actividad inhibidora y la potencia reducida por saturación del anillo central. [12] Se ha demostrado que la planaridad de la molécula es esencial para una potencia máxima. [25] Los éteres cíclicos equilibran las actividades celulares aceptables y las características farmacocinéticas . Se cree que los siguientes elementos son clave en el proceso de optimización:
1) Grupos arilo en la posición 7, como para maximizar el empaquetamiento hidrofóbico y la planaridad,
2) El SAR estrecho tras la adición de un grupo sulfonamida y
3) El SAR relativamente plano de los grupos expuestos al solvente.
A menudo, las mutaciones oncogénicas de c-Met provocan una resistencia a los inhibidores de moléculas pequeñas. Por ello, se probó un análogo de MK-2461 contra una variedad de mutantes de c-Met, pero se demostró que no era menos potente contra ellos. Esto le da a la molécula una gran ventaja como tratamiento para tumores causados por la desregulación de c-Met. [25] MK-2461 estaba en ensayos de escalada de dosis de fase I en 2010. [12] [ necesita actualización ]
Los inhibidores de la clase II no suelen ser tan selectivos como los de la clase I. [10] Los grupos urea también son una característica común de los inhibidores de la clase II, ya sea en forma cíclica o acíclica. La clase II de inhibidores contiene varias moléculas diferentes, de las cuales se puede ver un andamiaje común en la figura 4. [12]
Se han explorado series de inhibidores de c-Met de quinolina con un enlace aciltiourea. Se han encontrado múltiples series de análogos con grupos de unión de bisagra alternativos (por ejemplo, reemplazo del grupo quinolina), reemplazo del enlace tiourea (por ejemplo, malonamida, oxalamida, pirazolonas) y restricción del fragmento de estructura acíclica de aciltiourea con varios heterociclos aromáticos. Un refinamiento adicional incluyó el bloqueo de la posición p del anillo de fenilo colgante con un átomo de flúor . [12] Los ejemplos de interacciones entre c-Met y moléculas pequeñas (marcadas en un círculo rojo) de clase II son los siguientes: El andamiaje de c-Met se aloja en el bolsillo de ATP por tres enlaces de hidrógeno clave, la amina terminal interactúa con el bolsillo de ribosa (de ATP), el grupo 4-fluorofenilo terminal está orientado en un bolsillo hidrofóbico y la pirrolotriazina desempeña el papel del grupo de unión de bisagra. [12]
En los ensayos clínicos de fase II, GSK 1363089 (XL880, foretinib) fue bien tolerado y produjo regresiones leves o enfermedad estable en pacientes con carcinoma renal papilar y cáncer gástrico poco diferenciado. [12]
El AMG 458 es un potente inhibidor de c-MET de molécula pequeña que demostró tener una selectividad de más de 100 veces para c-MET en un panel de 55 quinasas. Además, el AMG 458 tuvo una biodisponibilidad del 100 % en todas las especies y la vida media intrínseca aumentó con los mamíferos superiores. [12]
Tivantinib (ARQ197) es un inhibidor selectivo, de biodisponibilidad oral, [17] [21] clínicamente avanzado, de bajo peso molecular y bien tolerado de c-MET, que actualmente [ ¿cuándo? ] se encuentra en ensayos clínicos de fase III en pacientes con cáncer de pulmón de células no pequeñas . [21] ARQ197 es un inhibidor de la autofosforilación de c-MET no competitivo con ATP con una alta selectividad para la conformación no fosforilada de la quinasa. [17] [21] Tivantinib corta las interacciones entre los residuos catalíticos clave. [21] La estructura de tivantinib en complejo con el dominio de la quinasa c-Met muestra que el inhibidor se une a una conformación que es distinta de las estructuras de quinasa publicadas. Tivantinib inhibe fuertemente la autoactivación de c-Met al dirigirse selectivamente a la forma inactiva de la quinasa entre los lóbulos N y C y ocupa el sitio de unión de ATP. [21]
Desde el descubrimiento de Met y HGF, gran parte de la investigación se ha centrado en sus funciones en el cáncer. La vía Met es una de las vías que se desregulan con mayor frecuencia en el cáncer humano. [17] Una mayor comprensión de los modos de unión y el diseño estructural nos acerca al uso de otras interacciones proteicas y bolsillos de unión, creando inhibidores con estructuras alternativas y perfiles optimizados. [10]
A partir de 2010, se han estudiado en la clínica [actualizar]más de una docena de inhibidores de la vía Met, con diferentes perfiles de selectividad de quinasas que van desde altamente selectivos a multi-objetivo, [12] y se han logrado buenos avances [17] (ver tabla 1). (por ejemplo, XL184 (Cabozantinib), XL880 , ARQ197 ) [ necesita actualización ]
El uso de inhibidores de c-Met con otros agentes terapéuticos podría ser crucial para superar la resistencia potencial, así como para mejorar el beneficio clínico general. Los inhibidores de la vía Met se pueden utilizar en combinación con otros tratamientos, incluida la quimioterapia , la radioterapia o la inmunoterapia , así como con diferentes inhibidores de la vía Met, por ejemplo, con antagonistas biológicos de HGF y Met o anticuerpos contra HGF y MET. [17] Aun así, sigue existiendo el riesgo de toxicidad acumulada e interacciones con otros fármacos. [10]
En 2011, la FDA de EE. UU. aprobó el PF-02341066 (ahora llamado crizotinib) para algunos cánceres de pulmón de células no pequeñas .
En 2012, XL184/cabozantinib obtuvo la aprobación de la FDA para tratar el cáncer de tiroides medular , y en 2016 obtuvo la aprobación de la FDA y la UE para tratar el cáncer de riñón.
Tepotinib , (MSC 2156119J), [26]
ha informado de los resultados de ensayos clínicos de fase II sobre el cáncer de pulmón. [27] Tepotinib recibió la designación de terapia innovadora por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) en septiembre de 2019. [28] Se le otorgó la designación de medicamento huérfano en Japón en noviembre de 2019 y en Australia en septiembre de 2020. [29]